so2吸收塔課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　第1章 概述- 1 -</p><p>　　1.1吸收塔的概述- 1 -</p><p>　　1.2吸收設(shè)備的發(fā)展- 1 -</p><p>　　1.3吸收過程在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用- 2 -</p><p>　　第2章 設(shè)計(jì)方案

2、- 3 -</p><p>　　2.1設(shè)計(jì)要求..................................................................................................................-3-</p><p>　　2.2設(shè)計(jì)任務(wù)- 3 -</p><p>　　2.3吸收劑的選擇

3、- 3 -</p><p>　　2.4吸收流程的確定- 4 -</p><p>　　2.5吸收塔設(shè)備的選擇- 5 -</p><p>　　2.6吸收塔填料的選擇- 5 -</p><p>　　第3章 吸收塔的工藝計(jì)算- 8 -</p><p>　　3.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)- 8 -</p><

4、p>　　3.1.1液相物性數(shù)據(jù)- 8 -</p><p>　　3.1.2氣相物性數(shù)據(jù)- 8 -</p><p>　　3.1.3氣液相平衡數(shù)據(jù)- 8 -</p><p>　　3.2物料衡算- 8-</p><p>　　3.3填料塔的工藝尺寸的計(jì)算- 10 -</p><p>　　3.3.1塔徑的計(jì)算-

5、10 -</p><p>　　3.3.2填料層高度計(jì)算- 11 -</p><p>　　3.4填料層壓降的計(jì)算- 13 -</p><p>　　第4章 塔內(nèi)件及附屬設(shè)備的計(jì)算- 14 -</p><p>　　4.1液體分布器的計(jì)算- 14 -</p><p>　　4.2填料塔附屬高度的計(jì)算- 15 -<

6、/p><p>　　4.3填料支撐板- 15 -</p><p>　　4.4填料壓緊裝置- 16 -</p><p>　　4.5液氣進(jìn)出管的選擇- 16 -</p><p>　　4.6液體除霧器- 16 -</p><p>　　4.7筒體和封頭的設(shè)計(jì)- 17 -</p><p>　　4.8人

7、孔的設(shè)計(jì)- 18 -</p><p>　　4.9法蘭的設(shè)計(jì)- 19 -</p><p>　　第5章 設(shè)計(jì)總結(jié)- 21 -</p><p>　　符號(hào)說明- 23 -</p><p><b>　　感想- 25 -</b></p><p>　　參考文獻(xiàn)- 26 -</p>&l

8、t;p><b>　　第1章 概述</b></p><p><b>　　1.1吸收塔的概述</b></p><p>　　氣體混合物的分離，是根據(jù)混合物中各組分間某種物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的差異而進(jìn)行的。吸收作為其中一種，它的基本原理根據(jù)混合物各組分在特定的液體吸收劑中溶解度的不同，實(shí)現(xiàn)各組分分離的單元操作?！　?lt;/p><p

9、>　　實(shí)際生產(chǎn)中，除了少數(shù)情況只需單獨(dú)進(jìn)行吸收外，一般需對(duì)吸收后的溶液繼以脫吸，使溶劑再生，循環(huán)使用。因此，除了吸收塔以外，還需與其他設(shè)備一道組成一個(gè)完整的吸收-脫吸流程。在設(shè)計(jì)上應(yīng)將兩部分綜合考慮，才能得到較為理想的設(shè)計(jì)結(jié)果。作為吸收過程的工藝設(shè)計(jì)，其一般性問題是在給定混合氣體處理量、混合氣體組成、溫度、壓力以及分離要求的條件下，完成以下工作：</p><p>　　根據(jù)給定的分離任務(wù)，確定吸收方案；<

10、;/p><p>　　根據(jù)流程進(jìn)行過程的物料和熱量衡算，確定工藝參數(shù)；</p><p>　　依據(jù)物料及熱量衡算進(jìn)行過程的設(shè)備選型或設(shè)備設(shè)計(jì)；</p><p>　　繪制工藝流程圖及主要設(shè)備的工藝條件圖；</p><p>　　編寫工藝設(shè)計(jì)說明書。</p><p>　　1.2吸收設(shè)備的發(fā)展</p><p>

11、　　1.2吸收設(shè)備的發(fā)展</p><p>　　吸收操作主要在填料塔和板式塔中進(jìn)行，尤以填料塔的應(yīng)用較為廣泛。填料吸收塔是化學(xué)工業(yè)中最常用的氣液傳質(zhì)設(shè)備之一。它具有結(jié)構(gòu)簡單、便于用耐腐蝕材料制造以及壓降小等優(yōu)點(diǎn)，采用新型高效填料可以獲得很好的經(jīng)濟(jì)效果，常用于吸收、精餾等分離過程。</p><p>　　其中塔填料的研究與應(yīng)用已取得長足的發(fā)展：鮑爾環(huán)、階梯環(huán)、金屬環(huán)矩鞍等的出現(xiàn)標(biāo)志散裝填料朝高通

12、量、高效率、低阻力方向發(fā)展有新的突破；規(guī)整填料在工業(yè)裝置大型化和要求高分離效率的情況下倍受重視，已成為塔填料的重要品種。</p><p>　　填料塔仍處于發(fā)展之中，今后的研究方向主要是提高傳質(zhì)效率，同時(shí)考慮填料的強(qiáng)度、操作性能及使用上的通用因素并綜合環(huán)型、鞍型及規(guī)整填料的優(yōu)點(diǎn)開發(fā)構(gòu)型優(yōu)越、堆積接觸方式合理、流體在整個(gè)床層均勻分布的新型填料。目前看來，填料的材質(zhì)以陶瓷、金屬、塑料為主，為滿足化工生產(chǎn)溫度和耐腐蝕要求

13、，已開發(fā)了氟塑料制成的填料。</p><p>　　填料塔的發(fā)展，與塔填料的開發(fā)研究是分不開的。除了提高原有填料的流體力學(xué)與傳質(zhì)性能外，還開發(fā)了效率高、放大效應(yīng)小的新型填料。加上塔填料本身具有壓降小、持液量小、耐腐蝕、操作穩(wěn)定、彈性大等優(yōu)點(diǎn)，使填料塔開發(fā)研究達(dá)到了新的臺(tái)階。</p><p>　　1.3吸收過程在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用</p><p>　　化工生產(chǎn)中吸收操作廣泛

14、應(yīng)用于混合氣體的分離：</p><p>　　凈化或精制氣體，混合氣體中去除雜質(zhì)。如用K2CO3水溶液脫除合成氣中的CO2，丙酮脫除石油裂解氣中的乙炔等。</p><p>　　制取某種氣體的液態(tài)產(chǎn)品。如用水吸收氯化氫氣體制取鹽酸。</p><p>　　混合氣體以回收所需組分。如用汽油處理焦?fàn)t氣以回收其中的芳烴。</p><p>　　工業(yè)廢氣處理

15、。工業(yè)生產(chǎn)中所排放的廢氣中常含有SO2，NO，NO2，HF等有害組分，組成一般很低，但若直接排入大氣，則對(duì)人體和自然環(huán)境危害都很大。因此排放之前必須加以處理，選用堿性吸收劑吸收這些有害的氣體是環(huán)保工程中最長采用的方法之一。</p><p><b>　　第2章 設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p>

16、<p>　　完成填料吸收塔的工藝設(shè)計(jì)及有關(guān)附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)和選用，繪制填料塔系統(tǒng)帶控制點(diǎn)的工藝流程圖及填料塔的設(shè)計(jì)條件圖，編寫設(shè)計(jì)說明書。</p><p><b>　　2.2 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1、處理量：12500m3/h混合氣（空氣＋）</p><p>　　2、進(jìn)塔混合氣中含NH3：體積% 3%</p&

17、gt;<p>　　3、進(jìn)塔吸收劑(清水)，溫度：20℃ </p><p>　　4、排放濃度： 體積% ：0.17%</p><p><b>　　5、操作壓力：常壓</b></p><p>　　6、填料類型：選用聚丙烯階梯填料，填料規(guī)格自選。</p><p>　　7、年工作生產(chǎn)時(shí)間： 330天。（每天24小時(shí)

18、連續(xù)生產(chǎn)）</p><p><b>　　2.3吸收劑的選擇</b></p><p>　　吸收劑的對(duì)吸收操作過程的經(jīng)濟(jì)性由十分重要的影響，因此對(duì)于吸收操作，選擇適宜的吸收劑具有十分重要的意義。一般情況下，選擇吸收劑，著重考慮以下方面：</p><p>　?。?）對(duì)溶質(zhì)的溶解度大</p><p>　　所選的吸收劑對(duì)溶質(zhì)的溶解

19、度大，則單位的吸收劑能夠溶解較多的溶質(zhì)，在一定的處理量和分離要求條件下，吸收劑的用量小，可以有效地減少吸收劑的循環(huán)量。另一方面，在同樣的吸收劑用量下液相的傳質(zhì)推動(dòng)力大可以提高吸收效率，減小塔設(shè)備的尺寸。</p><p>　?。?）對(duì)溶質(zhì)有較高的選擇性</p><p>　　對(duì)溶質(zhì)有較高的選擇性即要求選用的吸收劑應(yīng)對(duì)溶質(zhì)有較大的溶解度；而對(duì)其他組分則溶解度要小或基本不溶。這樣，不但可以減小惰性

20、氣體組分的損失，而且可以提高解吸后溶質(zhì)氣體的純度 。</p><p><b>　?。?）不易揮發(fā)</b></p><p>　　吸收劑在操作條件下應(yīng)具有較低的蒸氣壓，以避免吸收過程中吸收劑的損失提高吸收過程的經(jīng)濟(jì)性。</p><p><b>　?。?）再生性能好</b></p><p>　　由于在吸收

21、劑再生過程中一般要對(duì)其進(jìn)行升溫或氣提等處理，能量消耗較大。因而，吸收劑再生性能的好壞對(duì)吸收過程能耗的影響極大。選用具有良好再生性能的吸收劑往往能有效地降低過程的能量消耗。</p><p>　?。?）粘度和其他物性</p><p>　　吸收劑在操作條件下的粘度越低，其在塔內(nèi)的流動(dòng)性越好，有助于傳質(zhì)速率和傳熱速率的提高。此外，所選的吸收劑還應(yīng)盡可能滿足無毒性、無腐蝕性、不易燃易暴、不發(fā)泡、冰點(diǎn)

22、低，價(jià)廉易得以及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的要求。</p><p>　　表2-1 物理吸收劑和化學(xué)吸收劑的特性</p><p>　　結(jié)合以上吸收劑選擇原則和考慮經(jīng)濟(jì)最優(yōu)原則，本設(shè)計(jì)采用水作為吸收劑：SO2在水中的溶解度大、吸收推動(dòng)力大、溶劑用量小、設(shè)備尺寸也??；水的價(jià)格低廉，本設(shè)計(jì)題目要求吸收劑用水。</p><p>　　2.4吸收流程的確定</p><p&g

23、t;　　工業(yè)上有多種吸收流程，從所選吸收劑的種類看，有用一種吸收劑的一步吸收流程和用兩種吸收劑的兩步吸收流程；從所用的塔設(shè)備數(shù)量看，有單塔吸收流程和多塔吸收流程；從塔內(nèi)氣液兩相的流向可分為逆流吸收流程，并流吸收流程等基本流程。此外，還有特定條件下的部分溶劑循環(huán)過程。</p><p>　?。?）一步吸收流程和兩步吸收流程</p><p>　　一步吸收流程一般用于混合氣體溶質(zhì)濃度較低，同時(shí)過程

24、的分離要求不高，選用一種吸收劑即可完成吸收任務(wù)的情況。若混合氣體中溶質(zhì)濃度較高且吸收要求也高，難以用一步吸收達(dá)到吸收要求或者雖能達(dá)到吸收要求，但過程的操作費(fèi)用較高，從經(jīng)濟(jì)性的角度分析不夠適宜時(shí)，可以采用兩步吸收流程。</p><p>　?。?）單塔吸收流程和多塔吸收流程</p><p>　　單塔吸收流程式吸收過程中的常用流程，如過程無特別需要，則一般采用單塔吸收流程。若過程的分離要求較高，

25、使用單塔操作時(shí)，所需要的塔體過高，或采用兩步吸收流程時(shí)，則需要采用多塔流程。</p><p>　?。?）逆流吸收與并流吸收</p><p>　　吸收塔或再生塔內(nèi)氣液相可以逆流操作也可以并流操作，由于逆流操作具有傳質(zhì)推動(dòng)力大，分離效率高的顯著優(yōu)點(diǎn)，工業(yè)上如無特別需要，一般均采用逆流吸收流程。</p><p>　?。?）部分溶劑循環(huán)吸收流程</p><

26、;p>　　由于填料塔的分離效率受填料層上的液體噴淋量影響較大，擋液相噴淋量過小時(shí)，將降低填料塔的分離效率。因此當(dāng)塔的液相負(fù)荷過小而難以充分潤濕填料表面時(shí)，可以采用部分溶劑循環(huán)吸收流程，以提高液相噴林量，改善塔的操作條件。</p><p>　　結(jié)合設(shè)計(jì)要求和以上流程選擇原則，在本設(shè)計(jì)中選擇單塔逆流的操作流程：吸收推動(dòng)力大；吸收任務(wù)不大。</p><p>　　2.5吸收塔設(shè)備的選擇<

27、;/p><p>　　對(duì)于吸收過程，一般具有操作液氣比大的特點(diǎn)，因而更適應(yīng)于填料塔。此外，填料塔阻力小、效率高、有利于過程節(jié)能。所以對(duì)于吸收過程來說，以采用吸收塔的多。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中二氧化硫氣體在水中的溶解度比較大，吸收效率高，設(shè)計(jì)題目也要求采用填料塔，所以本設(shè)計(jì)選用填料塔作為氣液傳質(zhì)設(shè)備。</p><p>　　2.6吸收塔填料的選擇</p>

28、<p>　?。?）填料種類的選擇</p><p>　　填料種類的選擇要考慮分離工藝的要求，通?？紤]以下幾個(gè)方面。</p><p>　　① 傳質(zhì)效率 即分離效率，它有兩種表示方法：一是以理論級(jí)進(jìn)行計(jì)算的表示方法，以每個(gè)理論級(jí)當(dāng)量的填料層高度表示，即HETP值；另一是以傳質(zhì)速率進(jìn)行計(jì)算的表示方法，以每個(gè)傳質(zhì)單元相當(dāng)?shù)奶盍蠈痈叨缺硎?，即HTU值。在滿足工藝要求的前提下，應(yīng)選用傳質(zhì)效

29、率高，即HETP（或HTU）值低的填料。對(duì)于常用的工業(yè)填料，其HETP(或HTU)值可由有關(guān)手冊或文獻(xiàn)中查到，也可以通過一些經(jīng)驗(yàn)公式來估算。</p><p>　?、?通量 在相同的液體負(fù)荷下，填料的泛點(diǎn)氣速愈高或氣相動(dòng)能因子愈大，則通量愈大，它的處理能力也愈大。因此，在選擇填料種類時(shí)，在保證具有較高傳質(zhì)效率的前提下，應(yīng)選擇具有較高泛點(diǎn)氣速或氣相動(dòng)能因子的填料。對(duì)于大多數(shù)常用填料，其泛點(diǎn)氣速或氣相動(dòng)能因子可在有關(guān)

30、手冊或文獻(xiàn)中查到，也可由一些經(jīng)驗(yàn)式來估算。</p><p>　?、?填料層的壓降 填料層的壓降是填料的主要應(yīng)用性能，壓降越低，動(dòng)力消耗越低，操作費(fèi)用越小。選擇低壓降的填料對(duì)熱敏性物系的分離尤為重要。比較填料層的壓降尤兩種方法：一是比較填料層單位高度的壓降；另一是比較填料層單位傳質(zhì)效率的比壓降 。填料層的壓降可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，亦可從有關(guān)圖標(biāo)中查出。</p><p>　?、?填料的操作性能

31、填料的操作性能主要指操作彈性，抗污堵性及抗熱敏性等。所選填料應(yīng)具有較大的操作彈性，以保證塔內(nèi)氣液負(fù)荷發(fā)生波動(dòng)時(shí)維持操作穩(wěn)定。</p><p>　?。?）填料規(guī)格的分類</p><p>　?、?散裝填料規(guī)格的分類 散裝填料的規(guī)格通常是指填料的公尺直徑。工業(yè)塔常用的散裝填料主要有、、、、等幾種規(guī)格。同類填料，尺寸越小，分離效率越高；但阻力增加，通量減小，填料費(fèi)用也增加很多。而大尺寸的填料應(yīng)用

32、于小直徑塔中，又會(huì)產(chǎn)生液體分布不良及嚴(yán)重的壁流，使塔的分離效率降低。因此，對(duì)塔徑與填料尺寸的比值要有一定的規(guī)定。</p><p>　　表2-2 常用填料的塔徑與填料公稱直徑比值D/d的推薦值</p><p>　?、?規(guī)整填料規(guī)格的分類 工業(yè)上常用規(guī)整填料的型號(hào)和規(guī)格的表示方法很多，國內(nèi)習(xí)慣用比表面積表示，主要有125，150，250，350，500，700等幾種規(guī)格，同種類型的規(guī)整填料

33、，其表面積越大，傳質(zhì)效率越高，但阻力增加，通量減小，填料費(fèi)用也明顯增加。選用時(shí)應(yīng)從分離要求，通量要求，場地條件，物料性質(zhì)及設(shè)備投資，操作費(fèi)用等方面綜合考慮，使所選填料既能滿足工藝要求，又具有經(jīng)濟(jì)合理性。</p><p>　　應(yīng)予指出，一座填料塔可以選用同種類型，同一規(guī)格的填料，也可選用同種類型，不通規(guī)格的填料；可以選用同種類型的填料，也可以選用不同類型的填料，有的塔段可選用規(guī)整填料，而有的塔段可選用散裝填料。一的

34、原則來選擇填料的規(guī)格。</p><p>　?、?填料材質(zhì)的分類設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)靈活掌握，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)工業(yè)上，填料的材質(zhì)分為陶瓷，金屬和塑料三大類。</p><p>　　a） 陶瓷填料 陶瓷填料具有良好的耐腐蝕性及耐熱性，一般能耐除氫氟酸以外的各種無機(jī)酸，有機(jī)酸的腐蝕，對(duì)強(qiáng)堿介質(zhì)，可以選用耐堿配方制造的耐堿陶瓷填料。陶瓷填料因其質(zhì)脆，易碎，不易在高沖擊強(qiáng)度下使用，陶瓷填料價(jià)格便宜，具有很好的表面潤

35、濕性能，工業(yè)上，主要用于氣體吸收，氣體洗滌，液體萃取等過程。</p><p>　　b）金屬填料 金屬填料可用多種材質(zhì)制成，金屬材質(zhì)的選擇主要根據(jù)物系的腐蝕性和金屬材質(zhì)的耐腐蝕性來綜合考慮。炭鋼填料造價(jià)低，且具有良好的表面潤濕性能，對(duì)于無腐蝕或低腐蝕性物系應(yīng)優(yōu)先考慮使用；不銹鋼填料耐腐蝕性強(qiáng)，一般能耐除以外常見物系的腐蝕，但其造價(jià)較高，鈦材，特種合金鋼材質(zhì)制成的填料造價(jià)極高，一般只在某些腐蝕性極強(qiáng)的物系下使用。金屬

36、填料可制成薄壁結(jié)構(gòu)（0.2～1.0mm），與同種類型，同種規(guī)格的陶瓷，塑料填料相比，它的通量大，氣體阻力小，且具有很高的抗沖擊性能，能在高溫，高壓，高沖擊強(qiáng)度下使用，工業(yè)應(yīng)用主要以金屬填料為主。</p><p>　　c） 塑料填料 塑料填料的材質(zhì)主要包括聚丙烯（PP），聚乙烯（PE）及聚氯乙?。≒VC）等，國內(nèi)一般多采用聚丙烯材質(zhì)。塑料填料的耐腐蝕性能好，可耐一般的無機(jī)酸，堿和有機(jī)溶劑的腐蝕。其耐溫性良好，可長期

37、在100℃以下使用，聚丙烯填料在低溫（低于0℃）時(shí)具有冷脆性，在低于 0℃ 的條件下使用要慎重，可選用耐低溫性能好的聚氯乙稀填料。塑料填料具有質(zhì)輕，價(jià)廉，耐沖擊，不易破碎等優(yōu)點(diǎn)，多用于吸收，解吸，萃取，除塵等裝置中。塑料填料的缺點(diǎn)是表面潤濕性能差，在某些特殊應(yīng)用場合，需要對(duì)其表面進(jìn)行處理，以提高表面潤濕性能。</p><p>　　根據(jù)以上選擇，考慮到以下方面</p><p>　?。?）選擇

38、填料材質(zhì) 選擇填料材質(zhì)應(yīng)根據(jù)吸收系統(tǒng)的介質(zhì)和操作溫度而定，一般情況下，可選用塑料，金屬，陶瓷等材料。對(duì)于腐蝕性介質(zhì)應(yīng)采用相應(yīng)的抗腐蝕性材料，如陶瓷，塑料，玻璃，石墨，不銹鋼等，對(duì)于溫度較高的情況，應(yīng)考慮材料的耐溫性能。</p><p>　?。?）填料類型的選擇 填料類型的選擇是一個(gè)比較復(fù)雜的問題。一般來說，同一類填料塔中，比表面積大的填料雖然具有較高的分離效率，但是由于在同樣的處理量下，所需要的塔徑較大，塔體

39、造價(jià)升高。</p><p>　?。?）填料尺寸的選擇 實(shí)踐表明，填料塔的塔徑與填料直徑的比值應(yīng)保持不低于某一下限值，以防止產(chǎn)生較大的壁效應(yīng)，造成塔的分離效率下降。一般來說，填料尺寸大，成本低，處理量大，但是效率低，使用大于50mm的填料，其成本的降低往往難以抵償其效率降低所造成的成本增加。所以，一般大塔經(jīng)常使用50mm的填料。</p><p>　　表2-3 填料尺寸與塔徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系<

40、;/p><p>　　設(shè)計(jì)題目根據(jù)以上的設(shè)計(jì)原則和后面的計(jì)算得，采用塑料階梯環(huán)25的填料。</p><p>　　第3章 吸收塔的工藝計(jì)算</p><p><b>　　3.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)</b></p><p>　　3.1.1液相物性數(shù)據(jù)</p><p>　　對(duì)低濃度吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)。由《化工原理

41、》[1]查得20℃時(shí)水的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：</p><p><b>　　密度： </b></p><p><b>　　粘度： </b></p><p><b>　　表面張力： </b></p><p><b>　　在水中的擴(kuò)散系數(shù)：</b></p>

42、;<p>　　3.1.2氣相物性數(shù)據(jù)</p><p>　　混合氣體的平均摩爾質(zhì)量： </p><p>　　混合氣體的平均密度： </p><p>　　混合氣體的粘度可近似取空氣的粘度，查《化工原理》[1] 20℃空氣粘度：</p><p>　　查《化工原理》[1]在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)：</p><p>　　

43、3.1.3氣液相平衡數(shù)據(jù)</p><p>　　查《化工原理》[1]得常壓下20℃時(shí)SO2在水中的亨利系數(shù)為：</p><p><b>　　相平衡常數(shù)： </b></p><p><b>　　溶解度系數(shù)： </b></p><p><b>　　3.2物料衡算</b></p&

44、gt;<p>　　如下圖所示，全塔物料衡算是一個(gè)定態(tài)操作逆流式接觸的吸收塔，各個(gè)符號(hào)表示的意義如下：</p><p><b>　　進(jìn)塔氣體摩爾比：</b></p><p><b>　　出塔氣體摩爾比：</b></p><p>　　進(jìn)塔空氣相流量：　 </p><p>　　該吸收塔過程屬

45、最低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣比可按下式計(jì)算，即：</p><p>　　對(duì)于純?nèi)軇┪者^程，進(jìn)塔液相組成： </p><p><b>　　由相平衡方程： </b></p><p><b>　　最小液氣比： </b></p><p><b>　　取操作液氣比： </b>&

46、lt;/p><p><b>　　吸收劑用量為： </b></p><p><b>　　出塔吸收液濃度： </b></p><p>　　3.3填料塔的工藝尺寸的計(jì)算</p><p>　　3.3.1塔徑的計(jì)算</p><p>　　采用?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖計(jì)算泛點(diǎn)氣速：</p>

47、<p><b>　　氣相質(zhì)量流量： </b></p><p>　　液相質(zhì)量流量課近似按純水的流量計(jì)算，即： </p><p>　　?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)： </p><p>　　查《化工原理課程設(shè)計(jì)》[3]得： </p><p><b>　　取u=0.7 ；</b></p&

48、gt;<p>　　由； 圓整塔徑，取；</p><p>　　泛點(diǎn)率校核： ； </p><p><b>　　（在允許范圍內(nèi)）</b></p><p>　　填料規(guī)格校核： （滿足條件）；</p><p>　　噴淋密度的校核： 填料直徑時(shí)，取最小潤濕速率： </p><p>　

49、　查《化工原理課程設(shè)計(jì)》[3]得：；</p><p><b>　??；</b></p><p><b>　??；</b></p><p>　　經(jīng)以上校核可知，填料塔在直徑選用D=900mm合理。</p><p>　　3.3.2填料層高度計(jì)算</p><p><b>　　

50、；</b></p><p><b>　　脫因系數(shù)為：；</b></p><p>　　氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為：</p><p><b>　　；</b></p><p>　　氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計(jì)算：</p><p>　　，查《化工原理課程設(shè)計(jì)》[3]得

51、： ；</p><p><b>　　液體質(zhì)量通量為：；</b></p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　故 ；</b></p><p>　　查《化工原理課程設(shè)計(jì)》得 ；</p><p>　　氣膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算： ；&l

52、t;/p><p><b>　　氣體質(zhì)量通量： ；</b></p><p>　　液膜吸收系數(shù)又下式計(jì)算：</p><p><b>　　;</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　由　 ；　得：</b>&

53、lt;/p><p><b>　??；</b></p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　則 ；</b></p><p><b>　　;</b></p><p><b>　　由 ；</b>&

54、lt;/p><p><b>　　由 ；</b></p><p>　　取25%富余量，則完成設(shè)計(jì)任務(wù)需的填料層高度： ；</p><p>　　設(shè)計(jì)填料層高度為3.3m。</p><p>　　查《化工原理課程設(shè)計(jì)》[3]得：對(duì)于階梯環(huán)填料 ，?。?lt;/p><p>　　計(jì)算得填料層高度為3300mm，故不需

55、分段。</p><p>　　3.4填料層壓降的計(jì)算</p><p>　　采用?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖計(jì)算填料層壓降：</p><p>　　橫坐標(biāo)： ，查《化工原理課程設(shè)計(jì)》[3]得：；</p><p><b>　　縱坐標(biāo)： ；</b></p><p>　　查《化工原理課程設(shè)計(jì)》[3]得： ；</p&

56、gt;<p><b>　　填料層壓降為： </b></p><p>　　第4章 塔內(nèi)件及附屬設(shè)備的計(jì)算</p><p>　　4.1液體分布器的計(jì)算</p><p>　?。?）液體分布器的選型</p><p>　　該塔液相負(fù)荷較大，而氣相負(fù)荷相對(duì)較低，故選用排管式液體分布器。</p><p

57、>　?。?）分布點(diǎn)密度計(jì)算</p><p>　　對(duì)于散裝填料，根據(jù)填料尺寸每平方米塔截面積要求50~100個(gè)分布點(diǎn)，因該塔液相負(fù)荷較大，設(shè)計(jì)取噴淋密度為100點(diǎn)/m2。</p><p>　　布液點(diǎn)數(shù)為： n=0.785*0.9*0..9*100=64</p><p>　　按分布點(diǎn)幾何均勻與流量均勻的原則，設(shè)計(jì)結(jié)果為：主管直徑100mm支管數(shù) 5 外緣直徑80

58、0mm 布液點(diǎn)數(shù) 92 孔徑9mm</p><p><b>　?。?）布液計(jì)算</b></p><p>　　由 取，；；設(shè)計(jì)取d0=9mm。</p><p>　　圖4-1 排管式液體分布器示意圖</p><p>　　4.2填料塔附屬高度的計(jì)算</p><p>　　一個(gè)完整的吸收塔，除了填料高度外，

59、還有其他附屬高度，因此塔高的計(jì)算還包括塔附屬高度的計(jì)算</p><p>　　液體入口與下端壓緊板高度高度，可取。 </p><p>　　支撐板與下端液體出口高度，可取。</p><p><b>　　所以塔的總高：</b></p><p><b>　　4.3填料支撐板</b></p>&

60、lt;p>　　填料支撐裝置對(duì)保證填料塔的操作性能具有巨大的作用，對(duì)填料支撐裝置的基本要求是：有足夠的強(qiáng)度以支撐填料的重量；提供足夠大的自由截面，盡量減小8兩相的流體阻力；有利于液體分布；乃腐蝕性能好，便于各種材料制造，以及安裝拆卸方便。評(píng)價(jià)填料支撐裝置的性能優(yōu)劣，主要根據(jù)它能否在支撐板與填料的接觸壓力，提供足夠大的自由截面。</p><p>　　常用的填料支撐裝置有柵板型，孔管型，駝峰型等，對(duì)于散裝填料，通

61、常選用孔管型、駝峰型等。</p><p>　　當(dāng)塔內(nèi)氣液負(fù)荷較大或負(fù)荷波動(dòng)較大時(shí)，塔內(nèi)填料將發(fā)生浮動(dòng)或相互撞擊，破壞塔的正常操作甚至損壞填料，為此，一般在填料層頂部設(shè)壓板或床層限制板。</p><p>　　設(shè)計(jì)中,為防止填料支撐裝置處壓降過大甚至發(fā)生液泛,要求填料支撐裝置的自由截面積應(yīng)大于75%。</p><p>　　本設(shè)計(jì)依據(jù)塔徑選用柵板型支撐板。</p&g

62、t;<p>　　圖4-2 柵板式填料支承裝置示意圖</p><p><b>　　4.4填料壓緊裝置</b></p><p>　　為防止在上升氣流的作用下填料床層發(fā)生松動(dòng)或跳動(dòng),需在填料層上方設(shè)置填料壓緊裝置.填料壓緊裝置有壓緊柵板,壓緊網(wǎng)板,金屬壓緊器等不同類型.對(duì)于散裝填料,可選用壓緊網(wǎng)板,液可選用壓緊柵板,在其下方,根據(jù)填料的規(guī)格敷設(shè)一層金屬網(wǎng),并將

63、其與壓緊柵板固定;對(duì)于規(guī)整填料,通常選用壓緊柵板.設(shè)計(jì)中,為防止在填料壓緊裝置處壓降過大甚至發(fā)生液泛,要求填料壓緊裝置的自由截面積應(yīng)大于70%.</p><p>　　本設(shè)計(jì)中填料塔在填料裝填后于其上方安裝填料壓緊柵板。</p><p>　　4.5液氣進(jìn)出管的選擇</p><p><b>　　由公式 ：</b></p><p

64、>　?。?）氣體管：當(dāng) 時(shí)，d=116.3mm；圓整得： d=150mm；</p><p>　　選的流體輸送用無縫鋼管（《GB/T8163-1999流體輸送用無縫鋼管》）</p><p>　　標(biāo)記：10-- GB/T17395-1998</p><p>　　查《GB/T17395-1998無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差》，具體參數(shù)見表4-1。</p

65、><p>　?。?）液體管：當(dāng)時(shí)， d=122mm；圓整得： d=125mm;</p><p>　　選的流體輸送用無縫鋼管（《GB/T8163-1999流體輸送用無縫鋼管》）。</p><p>　　標(biāo)記：10-- GB/T8163-1999</p><p>　　查《GB/T17395-1998無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差》，具體參數(shù)見表4-

66、1。</p><p>　　表4-1 普通鋼管尺寸及單位長度理論重量</p><p><b>　　4.6液體除霧器</b></p><p>　　除沫裝置安裝在液體再分布器上方，用以除去出氣口氣流中的液滴。由于二氧化硫溶于水中易于產(chǎn)生泡沫為了防止泡沫隨出氣管排出，影響吸收效率，采用除沫裝置，根據(jù)除沫裝置類型的使用范圍，該填料塔選取絲網(wǎng)除沫器。<

67、;/p><p>　　圖4-3 DN900-1600下裝式絲網(wǎng)除沫器</p><p>　　標(biāo)記：HG/T21618 絲網(wǎng)除沫器S1400-100 SP NS-80/316</p><p>　　表4-2 DN900下裝式絲網(wǎng)除沫器 mm</p><p>　　4.7筒體和封頭的設(shè)計(jì)</p>

68、<p><b>　?。?）筒體的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　選用標(biāo)準(zhǔn)：筒體（JB1153-73）</p><p>　　表4-3 筒體的容積、面積及重量</p><p><b>　　（2）封頭的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　圖4-4 橢圓形封頭的結(jié)構(gòu)示意圖</p>&

69、lt;p>　　選用標(biāo)準(zhǔn)：選取橢圓形封頭（JB1153-73）</p><p>　　表4-4封頭的容積、面積及重量</p><p><b>　　4.8人孔的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　表4-5 常壓人孔尺寸表 （mm）</p><p><b>　　4.9法

70、蘭的設(shè)計(jì) </b></p><p><b>　?。?）管法蘭的選擇</b></p><p>　　選用標(biāo)準(zhǔn)：HG20593-97 板式平焊鋼制管法蘭（歐洲體系）</p><p>　　圖4-6 板式平焊鋼制法蘭（PL）</p><p>　　表4-6 PN0.25MPa（2.5bar）板式平焊鋼制管法蘭

71、 （mm）</p><p><b>　　標(biāo)記：</b></p><p>　　氣體進(jìn)出口：HG 20593 法蘭 PL150-0.25 FF Q235-A</p><p>　　液體進(jìn)出口：HG 20593 法蘭 PL125-0.25 FF Q235-A</p><p>　?。?）容器法蘭的選擇&

72、lt;/p><p>　　選用標(biāo)準(zhǔn)：JB/T4701-2000 甲型平焊法蘭</p><p>　　標(biāo)記：法蘭P 1400-0.25 JB/T4701-2000</p><p>　　圖4-7 甲型平焊法蘭平面密封面（代號(hào)P）</p><p>　　表4-7 PN0.25MPa甲型平焊法蘭的結(jié)構(gòu)尺寸 （mm）</p&g

73、t;<p><b>　　第5章 設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　表5-1 填料設(shè)計(jì)總表</p><p>　　表5-2 吸收塔的吸收劑表</p><p>　　表5-3 塔設(shè)備計(jì)算表</p><p>　　圖5-1 Eckert關(guān)聯(lián)圖</p><p><b>　　符

74、號(hào)說明</b></p><p><b>　　英文字母</b></p><p><b>　　下標(biāo)</b></p><p><b>　　希臘字母</b></p><p><b>　　感想</b></p><p>　　20多天

75、的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，這次課程設(shè)計(jì)是我在大學(xué)以來第一次進(jìn)行地一個(gè)將理論應(yīng)用于實(shí)踐的學(xué)習(xí)。它讓我明白了理工科的具體含義，也讓我接觸了我以前只局限于想象中的領(lǐng)域，打破了我對(duì)設(shè)計(jì)的迷茫。雖然經(jīng)過了這次課程設(shè)計(jì)真正學(xué)到的只是一點(diǎn)皮毛，但是也為我們將來從事有關(guān)方面的工作打下了一定的基礎(chǔ)。</p><p>　　具體收獲有幾下幾個(gè)方面：</p><p>　　1.在課程設(shè)計(jì)伊始進(jìn)行的了解有關(guān)化工原理中填料吸收

76、塔設(shè)計(jì)的有關(guān)流程和具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容的工作，有利于增強(qiáng)我的邏輯思考能力。</p><p>　　2.設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行了長篇幅的計(jì)算，也進(jìn)一步的鍛煉了我的耐心和計(jì)算能力，同時(shí)又利于培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。</p><p>　　3.在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行了一個(gè)星期的畫圖操作，這對(duì)我們對(duì)CAD的熟悉與掌握起到了很大的促進(jìn)作用。</p><p>　　4.再設(shè)計(jì)過程中環(huán)環(huán)相扣，這對(duì)我們對(duì)事情需

77、要整體把握要有一定的要求，相對(duì)的也就使之有了一定的提高。</p><p>　　5.理論聯(lián)系實(shí)踐永遠(yuǎn)是學(xué)到真正知識(shí)的最好方法。</p><p>　　除了收獲以外我還有一些不足與建議。第一，在課程設(shè)計(jì)3個(gè)星期里設(shè)計(jì)的內(nèi)容相對(duì)時(shí)間而言略少。第二，有些關(guān)于吸收塔計(jì)算的理論性內(nèi)容沒學(xué)過，實(shí)際裝配的附件要求不甚了解，所以初期做起來會(huì)有些盲目，就是在后期真正學(xué)到掌握的東西并不多。第三，在做課程設(shè)計(jì)之前有

78、一些知識(shí)空白的進(jìn)行一些講解會(huì)更好。例如可以介紹下如何有效的進(jìn)行資料的查閱與刪選。 總而言之，課程設(shè)計(jì)是一個(gè)不錯(cuò)的學(xué)習(xí)科目，對(duì)我們綜合能力的培養(yǎng)很有益處。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　《化工原理》 馬曉迅版</p><p>　　《現(xiàn)代填料塔技術(shù)指南》 王樹盈主編</p><p&g